以“實”為旨：綠色建筑課程改革的實踐與思考

高明明， 王思成， 吳 琳， 黃宗勝

（1.貴州大學 建筑與城市規劃學院，貴州 貴陽 550025；2.浙江大學 建筑工程學院，浙江 杭州 310058）

一、研究緣起與問題提出

為積極應對資源約束、環境惡化的壓力，我國陸續提出了“可持續發展”（1997）、“建設資源節約型、環境友好型社會”（2007）、“生態文明建設”（2012）、“雙碳”發展目標（2020）等戰略，給建筑領域開展節能減排與綠色設計指明了方向。建筑行業作為國民經濟發展與數字化轉型升級中的耗能大戶，其知識體系勢必也要進行相應的更新和調適［1］，由此產生的綠色建筑思潮對建筑學的人才培養及其教育體系提出了新要求。因此，應運而生的綠色建筑課程既是將我國新型城鎮化的“雙碳”目標與方法落實到綠色建筑教育實踐中的重要抓手，也是推進綠色建筑知識普及和綠色建筑設計能力培養的重要環節。然而，當前的綠色建筑課程普遍存在重理論輕應用、綠色技術方法與設計脫節的問題，導致設計成果難以發揮綠色實效，綠色建筑的課程改革勢在必行。

21 世紀以來，伴隨綠色建筑的快速發展，國內高校的建筑學專業逐步開設了綠色建筑課程，并進行了一些教改課改相關的有益探索，既有研究成果主要包括以下幾個方面：1）探究建筑技術與設計整合的課程改革［2-3］，如張科云提出了設置綜合技術課程，加強二者課程內容的整合，建立循序漸進的整合課程串等策略［4］；2）探究技術與藝術兼顧的教學實踐，例如吳蔚提出了從師資、教學和考核上創造理論課和設計課融合的環境［5］；3）基于綠色建筑設計能力提升的教學改革［6-9］，如徐峰提出了集成化的設計方法［10］，董海榮提出了“一軸兩翼”的課程體系［11］；4）基于建筑模擬性技術的教學實踐，探討了軟件模擬在設計課各階段的應用［12-13］；5）總結國外綠色建筑教學的經驗，如英國高校是“從理論到實踐”整合技術與設計、美國高校是“從實踐到實踐”［14］、澳洲高校則通過綜合性和開放性的課程作業來引導教學［15］。

以上成果雖然為當前“雙碳”目標導向下的“綠色建筑”課程改革與實踐提供了一些有益的教學思路和方法，但在對標學生需求和精研教學目標方面仍有所不足。根據OBE（Outcomes-based Education）理念，結合學生反饋與課程教學檢視，將教學目標細化，本文提出了“以‘實’為旨”的綠色建筑教學方案。

二、課程現狀及其癥結分析

綠色建筑課程主要介紹綠色建筑的設計原理、策略及方法，目的是使學生初步掌握綠色建筑理論及設計方法，課程知識點多，涉及面廣。以貴州大學的綠色建筑課程為例，授課方式以教師講述的單向教學為主，考核方式一般為考試。學生對此課程通常缺乏興趣，課堂氣氛沉悶。面對考試也是考前突擊，考后忘光的應付心態。學生即便掌握了知識點，也較為零散，難以形成系統，遑論綜合應用。部分學生將綠色建筑知識擱置一旁，只將建筑構件換成節能的材質或構造，或者附加節能設備，把綠色技術當作建筑設計的附屬物，然后一起陷入“玩概念”“拗造型”的怪圈。總體來說，學生“時滯遲效、學用分離”，是綠色建筑課程的痼疾。

綜合第一輪教學中學生的課堂表現、課下回訪和問卷調查的分析來看，以上現象主要有以下原因。

（一） 課程定位模糊

從宏觀層面的課程體系來講，綠色建筑課程算是建筑學本科階段教學中唯一一門系統講授綠色技術方法、引導綠色設計的課程，這樣一門對設計影響深遠的課程，但在課程體系中分量輕微，其課程性質是專業選修課，課時僅32 個學時，不足以引起學生的重視。另外，其開課時間往往在大學三年級下或者四年級上學期階段，介入設計過晚，很難讓學生們形成將技術融入設計的思維習慣。

（二） 教學過程單調

從中觀層面的教學過程來講，教學內容更偏工科，較為抽象，與圖像化的、側重實操的設計類課程相比過于枯燥，對于習慣于感性思維的建筑系學生來說接受起來則有些困難。授課內容相對零散，學生很難把知識聯成網絡，更不會活學活用。傳統的教學方式是教師單向輸出，學生被動聽講，難以檢驗學生接受的程度和調動學習的積極性。考核方式過于常規，一般通過開卷或閉卷考試，或者調研報告等形式，對學生來講并未起到鞏固知識、促進應用的作用。而且這些考核一般放在學期末，無法對學生的階段性學習情況進行檢測和督促，也就無法給予及時反饋。

（三） 忽視學生訴求

從微觀層面的師生互動來講，教師在考慮改進課程的時候往往從課程本身的內容、授課方式等方面去調整，而忽略課程的接收端——學生的訴求，導致輸出的內容與學生的期望有所錯位。從對第一輪教學的問卷調查結果來看，學生并非像他們表現出的那樣對課程漠不關心，而是有各自的期望和需求（圖1）。他們想知道綠色技術如何應用于設計（28.6%），想學習建筑性能模擬的操作技法（19.0%），想了解綠色建筑的前沿知識（19.0%，表1）；他們希望增加模擬軟件操作講解（80.0%）、參觀實際項目（62.5%）、與教師互動（40.0%）等環節（圖2）。總體來看，學生喜歡實用性、前沿性、日常性的內容，以及期待更有趣和多互動的教學方式。

表1 學生對“還希望學到哪些內容”的意愿表達

圖1 學生對“最感興趣的課堂內容”的選擇

圖2 學生對“課程還需要增添哪些環節”的選擇

三、課程改革實踐

OBE，意為基于學習產出的教育，起源于20 世紀80 年代的美國教育界，通常的定義為“清晰地聚焦和組織教育系統，確保學生獲得未來生活中實質性的成功經驗”［16］，以學生為中心，實現了教育模式的轉換，可為本課程提供很好的設計引導。基于上述分析，在OBE 教育理念的指導下，結合綠色建筑課程的特點、目的和學生的訴求，提煉出“學扎實、講實效、重實用”的教學目標，凝練成以“實”為旨的教學方案，即力圖讓學生對知識掌握得夠扎實，能夠檢驗方案的節能效果，能夠將理論恰當應用于設計。為此，在第二輪教學中，設置了圍繞“學扎實”目標的知識模塊和認知模塊，圍繞“講實效”目標的實操模塊和圍繞“重實用”目標的實踐模塊。

同時，為應對學生缺乏興趣的問題，在以上四個模塊中采取趣味性的教學方式，并且注重課前、課中、課后全過程的教學設計。課前以發布結合日常生活的思考題和學生討論來引導學生興趣，課中運用數字化的教學工具以加強師生和學生之間的互動，課后以階段性的開放式作業來鞏固知識和加強實踐，并以此反饋給課前課中教學以便及時調整，整體上形成以“實”為旨的課前趣味導入、課中數字化互動、課后動態反饋的“全過程”教學方案（圖3）。

圖3 綠色建筑課程改革框架圖

（一） 以“學扎實”為導向的知識模塊和認知模塊

知識模塊。此模塊是本課程教學模塊中體量最大的模塊，也是其他所有模塊的基礎。采用“化零為整”的講授方式，注重把散碎的知識聯成知識網絡，讓學生不僅清楚地掌握知識點在課程中的定位，還了解知識點之間的聯系。例如，在講窗口遮陽時，強調遮陽構件不僅影響室內采光，還會影響通風效果，結合反光板、太陽能光伏板進行一體化設計，注意與墻面脫開距離，以便散熱。對于學生相對陌生的主動式技術和設備節能知識，采用“化抽象為具體”的教學方式，借助設備運行原理的動畫或視頻，配合相應講解，以最簡明直觀的方式讓學生理解復雜抽象的知識。

線下+線上互動教學。為了增強學生的課堂參與感，調動他們學習的積極性，檢查學生對知識的掌握程度，在教學方式上除了采用傳統的提問和答疑的形式，還采用了雨課堂這種線上教學工具，以了解學生的出勤情況、答題情況等。為了鼓勵學生積極發言和隨時提問，允許學生在課堂上以發彈幕的方式來表達疑問和感想，教師則及時予以回應，使課堂氣氛明顯活躍了起來。線下+線上互動教學模式不僅可以增加課堂的互動，提高學生的注意力，還有助于教師及時了解學生學習情況，實現快速統計學生的出勤率和課堂作業分數（圖4）。

圖4 雨課堂平臺的教學記錄

認知模塊。為了增強學生對綠色建筑的興趣和直觀了解，增加了課前帶學生實地參觀綠色建筑的認知模塊。通過邊參觀、邊講解的方式（圖5），可以讓學生真切地體會到綠色建筑的舒適性，以及其設計方法的綜合性和解決現實問題的智慧。

圖5 帶領學生參觀綠色建筑

（二） 以“講實效”為導向的實操模塊

如何評判每項綠色技術和方法的節能效果，如何檢驗設計方案的“綠色”程度以進行方案比選，是學生最關注的問題，而這些都需要借助建筑物理環境模擬軟件予以解答。考慮到Ecotect 功能多樣，兼容性強，可視化程度高且容易上手，課程增設了講授建筑物理環境模擬軟件——Ecotect 的實操模塊。限于學時，課堂上只能選擇一款軟件進行講解，教師一般會鼓勵學生在課后自學其他模擬軟件如Fluent、EnergyPlus 等。教師通過帶領學生做建筑的能耗分析、采光分析、日照分析和噪聲分析（圖6），使學生能夠獨立完成對另一個建筑的模擬分析。此模塊尤其強調學生對模擬出來的分析圖的解讀能力。只有正確理解分析圖，才能真正弄懂方案是否節能，以便及時調整方案。學生在學習過程中對Ecotect的其他功能也很感興趣，會在課后主動去探索各種功能和模擬過程，對自己的方案能夠得到及時反饋倍感興奮，真正地實現了化被動為主動的學習方式。

圖6 教學生Ecotect操作技法

（三） 以“重實用”為導向的實踐模塊

實用是本門課程的最高要求，也是學生的訴求所在，學會應用的最好辦法就是動手操作，故設置了實踐模塊。在實踐模塊里設計了階段性的應用型作業，分別為案例分析、校圖書館的綠色評級自評估報告和設計作業（表2）。三個作業的難度和綜合性逐級上升，以適應學生的認知規律，實現從模仿學習到批判式學習，再到自主設計的轉變。

表2 以“實”為旨的綠色建筑課程教學方案

案例分析作業。此作業要求學生在匯報時必須講明案例的背景、所面臨的問題，以及如何用綠色設計解決的，這可以讓學生學習到優秀建筑師因地制宜應用的綠色建筑技術和解決問題的思考方式。

公共建筑的綠色評級。此作業是個綜合性作業，旨在訓練學生評價和改進綠色設計的能力。本輪教學選取校圖書館作為評價對象，因為它是學生經常出入的場所，學生對它的舒適度、便利度和可達性等有切身的感知。學生根據《綠色建筑評價標準》，在僅提供施工圖的情況下，對校圖書館進行綠色建筑評級，若達不到二星級標準，需提出改進措施，并完成自評估報告及支撐材料。涉及查閱圖紙、搜集資料、實測和模擬建筑物理環境、計算設備能耗等諸多繁瑣的工作，需要調用學生識圖、溝通、訪談、實測、模擬、繪圖等多方面的能力。在此過程中，學生為搜集資料聯系管理人員和建筑師進行訪談、為網羅綠色建筑評價的得分點而自學相關知識、為創造更多得分點而進行改進型設計。經此之后，他們會更加了解了綠色建筑評級的流程，以及如何讓綠色技術和策略更有效地落地。

設計作業。它是實踐模塊里難度最大、綜合性最強的作業，旨在訓練和考查學生綜合運用綠色建筑知識的能力。作業題目是由實際方案進行適學性修改形成的小型建筑的綠色設計，要求設計方案至少達到綠色建筑一星級的標準，并給出建筑物理環境的相關模擬。設計的過程主要放在課后，課上的時間用來輔導設計和集中評圖。有前兩個作業的鋪墊，學生在面對這個作業時更顯從容。他們從場地調研、多方案對比、確定方案深化設計，到方案檢驗，每個環節都比對以前的設計更加認真、更有針對性。

四、課程改革反思

綠色建筑課程的改革使課堂氣氛更加活躍，學生的出勤率變得更高、學習的主動性變得更強，階段性作業也交出了令人滿意的答卷（圖7）。此外，學生還主動參加了綠色建筑相關的專業競賽和創新創業活動，將課上知識自覺拓展到了“第二課堂”，豐富了建筑課程體系內容。綠色建筑課程改革作為傳播綠色建筑教育的一個“窗口”，不僅以實用導向完成了知識交付和課外拓展，還在觀念上提高了學生對綠色建筑設計及技術的重視，在行動上激發了學生作為建筑使用者時自覺節能的行為和作為建筑設計者時主動開展綠色設計的習慣，使“綠色建筑教學”向“綠色建筑教育”邁進了一大步。最后，針對實踐過程中出現的新問題提出改進建議。

（1）控制課堂教學時間。為給學生普及更多理論知識而把課堂塞得太滿，削減了與學生互動的時間。在課時量不能增加的情況下，建議把部分理論內容通過學生課下自學的方式予以消化，課堂上留出更多的時間為學生答疑、討論和進行更多開放式的教學活動。

（2）加強課程間的銜接。在設計時，學生想通過設計圍護結構的特殊構造達到節能目的，但是苦于建筑構造和建筑物理相關的知識空缺，想法好卻難以呈現在圖紙上，甚至自動終止了創新的萌芽，這實際上是綠色設計的綜合性和課程間條塊分割形成的矛盾。在鼓勵學生通過課下自學補齊知識短板的同時，也建議相關技術類課程的內容銜接得更緊密些，在講述本門課程知識時適當向綠色設計的方面延伸，盡量減少學生的知識盲區。

（3）融合設計與技術教學。學生在做綠色設計作業時，往往先用慣常的思路做完設計再添加綠色技術，這樣的設計方法過于被動，很可能在后期面對巨大的方案改動。建議在課程中講授理論時搭配一些小型的片段式的綠色設計訓練，以逐漸培養起綠色設計前置的思維方式。另外，考慮到學生課程任務偏重的問題，也為了更好地訓練學生應用綠色建筑技術的能力，建議此課程的作業與設計課整合，將經過綠色設計的設計課作業在兩門課內互認，甚至可以嘗試打破技術課與設計課之間的壁壘，實現融合式教學。

本文針對綠色建筑課程普遍存在的“時滯遲效、學用分離”等問題，以貴州大學的綠色建筑課程改革實踐為例，提出了以“實”為旨的綠色建筑教學改革方案，真正達到了“學扎實、有實效、會應用”的目的，形成了一條將“雙碳”知識圖譜融入綠色建筑教學的新路徑，為我國的綠色建筑教學提供了經驗借鑒，為綠色建筑的人才培養增添了理論成果，為我國的綠色建筑發展起到了提質增效的作用。未來我們應該主動順應時代發展主題和綠色發展需求，探索更優質完善的綠色建筑教學模式。